Físicos de la Universidad Nacional de Investigación Técnica de Kazán A. N. Túpolev (KNITU-KAI) descubrieron que el uso de ultrasonido durante el procesamiento láser del metal permite un mejor control del proceso de fusión. Así lo informó el servicio de prensa de la universidad a la agencia TASS. 

«La adición de ondas sonoras con una frecuencia de 40 kHz aumenta en un tercio el volumen del metal fundido y hace que su estructura sea más homogénea, lo cual es especialmente importante en la producción de piezas para la industria aeronáutica», explicaron en el servicio de prensa. 

El método consiste en que, durante el procesamiento con láser del metal (por ejemplo, en la soldadura o la impresión 3D), se aplican ondas ultrasónicas adicionales. Es como si el metal se calentara y, al mismo tiempo, se hiciera vibrar a una frecuencia muy alta. 

«En el procesamiento láser tradicional, el metal se calienta y se funde muy rápidamente, lo que puede causar irregularidades en su estructura. La adición de ultrasonido ayuda a mezclar mejor el metal fundido y distribuir el calor de manera más uniforme. Esto es especialmente importante en la fabricación de piezas que requieren altos estándares de calidad», explicó el director del proyecto, Albert Gilmutdínov, doctor en ciencias físico-matemáticas y asistente del gobernador de Tartaristán en ciencia e innovación. 

Aplicaciones y perspectivas 

Para comprender y predecir cómo influye exactamente el ultrasonido en el proceso de fusión, los científicos desarrollaron un modelo computacional que tiene en cuenta múltiples parámetros: el flujo del metal fundido, los cambios en su superficie y la propagación de las ondas sonoras. Este modelo permitirá seleccionar los mejores parámetros de procesamiento para distintos metales y aplicaciones. 

El uso de esta tecnología puede mejorar la calidad de piezas en diversas industrias. Por ejemplo, en la impresión 3D de metales, el ultrasonido puede ayudar a producir piezas más resistentes y con menos defectos. En la soldadura láser, este método puede garantizar una unión más fiable entre las piezas. 

El desarrollo es particularmente prometedor para la industria aeronáutica, donde se requiere una alta precisión y calidad en las piezas metálicas. También podría aplicarse en la industria automotriz y en la fabricación de dispositivos médicos. 

Actualmente, los investigadores están determinando los mejores parámetros para el uso del ultrasonido en distintos metales y procesos tecnológicos. Esto facilitará la implementación de la nueva tecnología en la producción industrial. En el futuro cercano, los científicos planean realizar estudios con otros tipos de metales y aleaciones para ampliar las aplicaciones de esta innovación. 

Los resultados de la investigación han sido publicados en la edición de 2024 de la revista *Ingeniería: Ciencia e Innovación*.